针对车用Al-Mg-Si合金激光-冷金属过渡（CMT）复合焊缝性能短板的问题，从Ti合金化的角度细化焊缝晶粒尺寸提高焊缝力学性能。研究表明，Ti合金化后，液相中析出了Ti（Al_1-xSi_x）₃相，为α-Al的形核提供了优质的异质形核点。且随着Ti箔厚度的增加（40 μm→80 μm），焊缝中Ti（Al_1-xSi_x）₃相体积分数明显增加（1.7%→4.2%），显著提高了α-Al形核率，有效细化了焊缝晶粒。因此，Ti箔厚度为80 μm时，焊缝平均晶粒尺寸由直接焊接条件下的148 μm降低至21 μm，焊缝硬度和抗拉强度分别提高了7.0%和8.2%，分别达到61 HV和225 MPa。

为改善20Cr13不锈钢零部件表面性能，利用激光熔覆技术在20Cr13不锈钢基材表面制备15-5PH合金涂层实现其表面强化。采用超景深显微镜、光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机等，对利用信噪比分析获得的较优工艺参数下的15-5PH合金涂层的几何形貌、微观组织、物相、显微硬度及摩擦磨损性能等进行分析。结果表明：熔道的熔宽、熔高、熔深与激光比能之间成正比；15-5PH涂层与20Cr13不锈钢冶金结合良好，无裂纹、气孔等缺陷；涂层组织以等轴晶和柱状晶等组成，涂层中析出了颗粒状NbC、NiCx、ε-Cu等硬质相。显微硬度和摩擦磨损性能结果表明，涂层显微硬度约为基材的2.4倍，同时涂层耐磨性较基材有明显提升，其磨损形式为黏着磨损及磨粒磨损。

采用激光自熔焊接技术对1 mm厚的304不锈钢圆管进行纵缝对接焊接试验。基于两因素和四水平的控制变量试验，通过光学显微镜、X射线荧光衍射仪和扫描电镜等分析设备获取焊接接头微观测试结果，并以表面成形、显微硬度为指标，获得激光功率为3.5 kW、焊接速度为30 mm/s、离焦量为+2 mm的最佳焊接工艺参数。研究结果显示: 焊缝中心由细小等轴晶奥氏体和树枝状铁素体组成，在焊缝边缘处存在细小的柱状树枝晶区域，这些柱状晶沿着垂直于熔合线的方向生长，且尺寸与焊接热输入成正比。最优工艺参数下热影响区显微硬度达到221 HV，焊缝的显微硬度为214 HV，不同焊接接头对应区域内的显微硬度值与热输入呈负相关性。

为了获得飞秒激光工艺参数对生物组织融合效果的影响规律，基于单因子试验法，分析了激光功率、离焦量等工艺参数对离体皮肤组织融合形貌、切口抗拉强度及热损伤的影响规律。结果表明，激光功率及扫描速度对焊后离体皮肤组织外观形貌及切口抗拉强度具有重要影响，激光功率对组织热损伤具有决定性影响；降低激光功率及扫描速度，采用多次重复扫描方法，焊后离体皮肤组织的切口抗拉强度较大；在保证一定连接强度的条件下，焊接后组织热损伤参数在10^－3数量级左右。在此基础上，对工艺参数进行优化，结果表明，在该工艺条件下，组织切口可实现全层融合，外观形貌良好，热损伤低于采用连续激光得到同等抗拉强度时组织所产生的热损伤。

采用基于激光诱导熔化极惰性气体保护(melt inert gas, MIG)电弧焊的增材技术，研究了插补沉积和十字交叉沉积两种不同沉积路径对2319铝合金块体组织性能的影响。结果表明：插补沉积的晶粒细小，柱状晶生长方向一致；十字交叉沉积的晶粒粗大，柱状晶生长方向杂乱无章。在力学性能上，插补沉积和十字交叉沉积的平均硬度分别是97.9 HV和89.2 HV，十字交叉沉积下试件的整体硬度分布更均匀。插补沉积试件的强度和塑性具有各向异性，十字交叉沉积试件的强度和塑性具有各向同性。其中，插补沉积试件沿X方向和Y方向的抗拉强度分别为233.58 MPa和275.52 MPa，延伸率分别为6.34%和11.12%。十字交叉沉积试件在XY平面的极限抗拉强度为251.33 MPa，延伸率为7.68%。研究表明，对于铝合金块体的激光诱导MIG增材技术制造，插补沉积试件在Y方向上的整体组织性能优于十字交叉沉积试件。

为了解决汽车工业中车身镀锌板激光层叠搭接焊的问题, 提出一种在镀锌板层叠接合面辊压一定排气通道的工艺方法, 使之在零间隙下可获得一个较好的焊接效果。实验中对比了有无排气通道下, 零间隙层叠搭接的焊接质量, 从焊缝表面形貌、飞溅产生、焊缝组织、接头显微硬度及接头力学性能等方面进行了分析。结果表明, 辊压得到主排气通道深度为125.0μm、次排气通道深度为32.6μm的复合排气通道, 在激光功率为2500W、扫描速率为25mm/s时,可以获得外观成形及力学性能均满意的搭接接头。该研究对提高车身镀锌板激光叠焊工艺是有帮助的。

针对激光熔覆制备化妆棉模切刀具基体半径优选问题, 采用单因素试验方法, 研究圆柱基体半径对“曲面基体曲线轨迹”熔覆层形貌及内部质量的影响规律。结果表明：适当减小圆柱基体半径有利于改善熔覆层成形形貌, 改善表面粗糙程度；熔覆效率随圆柱基体半径增大呈减小趋势；熔覆层气孔率随圆柱基体半径增大而呈增大趋势；圆柱基体半径越大, 晶粒越细小, 分布越均匀, 相应的硬度越高, 熔覆层最高硬度可达基体的3.79倍；圆柱基体半径为40 mm时, 截面形貌、熔覆效率、气孔率及组织性能最佳。研究结果为化妆棉模切刀具等“曲面基体曲线轨迹”激光熔覆成形质量的研究提供了理论依据。

采用基于焊丝深熔模式的熔钎焊方法,进行了1060铝合金和T2紫铜异种金属的激光填丝焊工艺研究。利用高速摄像机观测焊丝熔化的过渡行为,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝形貌、接头组织及性能进行表征。结果表明,采用不同的坡口形式和尺寸,使激光束在坡口中的作用位置偏向铜侧,这有利于焊缝成形。熔钎焊接头成形良好,无咬边缺陷。接头拉伸强度可达铝母材的80%,接头断裂发生在界面层,断裂方式为脆性断裂。在焊缝界面层,存在笋状和胞状的铝/铜金属间化合物。XRD检测结果表明,金属间化合物由Al₂Cu相和Al₄Cu₉相组成。界面层在铜侧钎焊区中部及下部分布均匀,厚度约为20 μm。

研究了退火温度和保温时间对激光选区熔化(SLM)成形TC11钛合金组织性能及断裂机制的影响。结果表明:SLM成形TC11钛合金沉积态的组织为针状马氏体,显微硬度为402 HV0.5,抗拉强度和断后伸长率分别为1557 MPa和2.5%,表现出高强度、低塑性的特点。经850 ℃/4 h和950 ℃/4 h退火后,组织分别为细密的α+β混合组织和α+β网篮组织,硬度和强度降低,断后伸长率升高;且断裂模式由沿晶断裂转变为韧性断裂,这与断后伸长率的变化规律一致。经950 ℃退火后,随退火时间缩短,α片层越细密,且晶界α相由连续分布转变为非连续分布,导致抗拉强度和断后伸长率同时增加。经950 ℃/1 h退火后,可获得强度和塑性匹配较佳的TC11钛合金,其抗拉强度和断后伸长率分别为1051 MPa和19.8%。